记者5日从中国科学院近代物理研究所获悉，该所甘再国研究员团队与合作者利用兰州重离子加速器国家实验室加速器装置创盈在线，首次合成了目前已知最缺中子的镤同位素——新核素镤-210。相关研究成果发表在《自然·通讯》上。
原子核是由质子和中子组成的量子多体系统，不同数量的质子和中子构成了不同的核素。自然界中存在约288种稳定核素，它们分布在核素图中狭长的稳定线附近。然而，当原子核远离稳定线时，其稳定性降低，会表现出α衰变、β衰变、自发裂变等衰变特性。理论预测可能存在约7000种核素，但目前仅有3300多种被实验合成并观测到。
合成与研究新核素是原子核物理研究的前沿热点，对于探索原子核的存在极限、揭示新物理现象、深化对物质结构的理解具有重大意义。“在极端缺中子的锕系核区，新核素的产生概率极低，约亿亿次的轰击才能产生一个目标核素；而且，新核素的寿命通常极短，可至毫秒乃至微秒量级，这给实验合成研究带来了巨大的挑战。”中国科学院近代物理研究所副研究员张明明介绍。
研究团队利用中国超重元素研究加速器装置提供的钙-40束流轰击镥-175靶，通过熔合蒸发反应，在新一代充气反冲核谱仪上成功合成了新核素镤-210，并测量了该核素的α衰变能量和半衰期。结合已有实验数据，团队拓展了重核区质子滴线附近核素α衰变性质的系统性，并检验了理论模型对远离稳定线原子核性质的预言。
中国科学院近代物理研究所研究员马龙介绍，尽管镤-210的合成截面仅约7皮巴（1皮巴=10-26平方厘米），但得益于中国超重元素研究加速器装置提供的高品质束流，团队成功观测到23个事件。这验证了该装置在极低反应截面条件下合成与探测目标核的能力，为我国新元素合成研究积累了经验。
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